Eksperiment füüsikas. Füüsika töötuba
LIITRIIGI HARIDUSASUTUSE KESKOOL
NIMI a. n. RADISTŠEVA
G. KUZNETSK – 12
FÜÜSIKA KATSEÜLESANDED
1. Hõõrdejõu mõjul liikuva keha algkiiruse mooduli ja pidurdusaja mõõtmine
Seadmed ja materjalid: 1) plokk laboratoorsest tribomeetrist, 2) treeningdünamomeeter, 3) sentimeetrijaotusega mõõdulint.
1. Asetage klots lauale ja märkige üles selle esialgne asend.
2. Lükake plokki kergelt käega ja märkige selle uut asendit laual (vt joonist).
3. Mõõtke ploki pidurdusteekond tabeli suhtes._________
4. Mõõtke ploki kaalumoodul ja arvutage selle mass.__
5. Mõõtke ploki libisemishõõrdejõu moodul lauale.____________________________________________________________________
6. Teades massi, pidurdusteekonda ja libiseva hõõrdejõu moodulit, arvutage ploki algkiiruse ja pidurdusaja moodul.___________________________________________________
7. Mõõtmiste ja arvutuste tulemused kirja.__________
2. Elastsus- ja hõõrdejõudude mõjul liikuva keha kiirendusmooduli mõõtmine
Seadmed ja materjalid: 1) laboratoorse tribomeeter, 2) lukuga õppedünamomeeter.
Töökäsk
1. Mõõtke dünamomeetriga ploki kaalumoodul._______
_________________________________________________________________.
2. Kinnitage dünamomeeter ploki külge ja asetage need tribomeetri joonlauale. Seadke dünamomeetri osuti nullskaala jaotusele ja lukk - peatuse lähedale (vt joonist).
3. Viige plokk piki tribomeetri joonlauda ühtlaselt liikuma ja mõõtke libisemishõõrdejõu moodul. ________
_________________________________________________________________.
4. Viige plokk kiirendatud liikumisele piki tribomeetri joonlauda, rakendades sellele jõudu suurem moodul libisevad hõõrdejõud. Mõõtke selle jõu moodul. __________________
_________________________________________________________________.
5. Arvutage saadud andmete abil ploki kiirendusmoodul._
_________________________________________________________________.
__________________________________________________________________
![](https://i1.wp.com/pandia.ru/text/80/175/images/image005_29.jpg)
2. Liigutage plokk koos raskustega ühtlaselt mööda tribomeetri joonlauda ja registreerige dünamomeetri näidud 0,1 N täpsusega._______________________________________________________________.
3. Mõõtke ploki nihkemoodul 0,005 m täpsusega
tabeli suhtes. ________________________________________________.
__________________________________________________________________
5. Arvutage mõõtmistöö absoluutsed ja suhtelised vead._____________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Mõõtmiste ja arvutuste tulemused kirja.__________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Vasta küsimustele:
1. Mis on tõmbejõu vektori suund ploki liikumisvektori suhtes?______________________________________________
_________________________________________________________________.
2. Mis on tõmbejõu poolt ploki liigutamiseks tehtud töö märk?________________________________________________
__________________________________________________________________
2. võimalus.
1. Aseta tribomeetri joonlauale kahe raskusega plokk. Kinnitage dünamomeeter ploki konksu külge, asetades selle joonlaua suhtes 30° nurga alla (vt joonist). Kontrollige dünamomeetri kaldenurka ruudu abil.
![]() |
2. Liigutage plokk raskustega ühtlaselt mööda joonlauda, säilitades tõmbejõu esialgse suuna. Salvestage dünamomeetri näidud 0,1 N täpsusega.____________________
_________________________________________________________________.
3. Mõõtke ploki liikumismoodul 0,005 m täpsusega laua suhtes._____________________________________________________
4. Arvutage tõmbejõu poolt tehtud töö, nihutades plokki laua suhtes._____________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________.
5. Mõõtmiste ja arvutuste tulemused kirja.__________
__________________________________________________________________
Vasta küsimustele:
1. Mis on tõmbejõu vektori suund ploki nihkevektori suhtes? ______________________________________________________________
_________________________________________________________________.
2. Mis on tõmbejõu poolt ploki liigutamiseks tehtud töö märk?
_________________________________________________________________.
_________________________________________________________________
4. Liikuva ploki efektiivsuse mõõtmine
Pseadmeid ja materjale: 1) plokk, 2) treeningdünamomeeter, 3) sentimeetrijaotusega mõõdulint, 4) 100 g raskused kahe konksuga - 3 tk., 5) statiiv jalaga, 6) 50 cm pikkune niit aasadega otstes.
Töökäsk
1. Monteerige paigaldus liikuva plokiga, nagu joonisel näidatud. Viska lõng üle ploki. Haake niidi üks ots statiivi jala külge, teine dünamomeetri konksu külge. Riputage plokihoidja külge kolm raskust, millest igaüks kaalub 100 g.
2. Võtke dünamomeeter pihku, asetage see vertikaalselt nii, et raskustega plokk ripub keermetel ja mõõtke keerme pingutusjõu moodul._____________
___________________________________________
3. Tõstke koormused ühtlaselt teatud kõrgusele ja mõõtke koormuste ja dünamomeetri liikumise moodulid laua suhtes. ____________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
4. Arvutage kasulik ja täiuslik töö tabeli suhtes. ____________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5.Arvutage liikuva üksuse efektiivsus. ______________________________________
Vasta küsimustele:
1. Millise tugevuse suurendab liigutatav plokk?______________
2. Kas liikuva ploki abil on võimalik saada töövõitu? _____________________________________________________
_________________________________________________________________
3.Kuidas tõsta liikuva üksuse efektiivsust?_________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
5. Pöördemomendi mõõtmine
Pseadmeid ja materjale: 1) laboriküna, 2) treeningdünamomeeter, 3) sentimeetrijaotusega mõõdulint, 4) tugevast niidist aas.
Töökäsk
1. Asetage renni otsa aas ja kinnitage see dünamomeetriga, nagu joonisel näidatud. Dünamomeetri tõstmise ajal pöörake renni ümber horisontaaltelg, mis läbib selle teise otsa.
2. Mõõtke renni pööramiseks vajalik jõumoodul._
3. Mõõtke selle jõu õlg. ______________________________________.
4. Arvutage selle jõu moment.______________________________
__________________________________________________________________.
5. Liigutage silmus renni keskele ja mõõtke uuesti renni ja selle käe pööramiseks vajaliku jõu suurus.______
___________________________________________________________________________________________________________________________________.
6.Arvuta teise jõu hetk. ________________________________
_________________________________________________________________.
7.Võrdle arvutatud jõudude momente. Tehke järeldus. _____
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
6. “Vedru jäikuse mõõtmine.
Töö eesmärk: leidke vedru jäikus.
Materjalid: 1) statiiv koos sidurite ja jalaga; 2) spiraalvedru.
Töökäsk:
Kinnitage spiraalvedru ots statiivi külge (vedru teine ots on varustatud nooleosuti ja konksuga).
Paigaldage ja kinnitage vedru kõrvale või taha millimeetrijaotusega joonlaud.
Märkige ja kirjutage üles joonlaua jaotus, mille vastu vedru osuti nool langeb. ___________________________
Riputage vedru külge teadaoleva massiga koormus ja mõõtke sellest põhjustatud vedru pikenemine._____________________________________
___________________________________________________________________
Esimesele raskusele lisage teine, kolmas jne raskus, registreerides iga kord vedru pikenemise /x/. Mõõtmistulemuste põhjal täitke tabel __________________________________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________.
DIV_ADBLOCK195">
_______________________________________________________________.
3. Kaaluge plokk ja koorem.______________________________________________
________________________________________________________________.
4. Lisage esimesele raskusele teine ja kolmas raskus, iga kord kaaludes plokki ja raskusi ning mõõtes hõõrdejõudu. _______________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
![]() |
5. Joonistage mõõtmistulemuste põhjal hõõrdejõu sõltuvus survejõust ja määrake selle abil hõõrdeteguri keskmine väärtus μ kolmap ______________________________-
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Laboratoorsed tööd
Vedru jäikuse mõõtmine
Töö eesmärk: leida vedru jäikus, mõõtes vedru pikenemist, kui koormuse raskusjõud on tasakaalustatud vedru elastsusjõuga ja joonistada antud vedru elastsusjõu sõltuvus selle pikenemisest.
Varustus: koormate komplekt; millimeetrijaotusega joonlaud; statiiv koos haakeseadise ja jalaga; spiraalvedru (dünamomeeter).
Küsimused iseõppimiseks
1. Kuidas määrata koormuse raskust?_________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4. Koorem ripub liikumatult vedru küljes. Mida saab sel juhul öelda koormuse gravitatsioonijõu ja vedru elastsusjõu kohta? _____________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Kuidas saab ülaltoodud seadmeid kasutades mõõta vedru jäikust? __________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Kuidas saab jäikust teades joonistada elastsusjõu sõltuvust vedru pikenemisest?_________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Märge. Võtke vabalangemise kiirendus võrdne (10 ± 0,2) m/s2, ühe koormuse mass (0,100 ± 0,002) kg, kahe koormuse mass - (0,200 ± 0,004) kg jne. Piisab, kui teha kolm katsed.
Laboratoorsed tööd
"libisemishõõrdeteguri mõõtmine"
Töö eesmärk: määrake hõõrdetegur.
Materjalid: 1) puitklots; 2) puidust joonlaud; 3) raskuste komplekt.
Töökäsk
Asetage plokk horisontaalsele puidust joonlauale. Asetage raskus plokile.
Pärast dünamomeetri kinnitamist ploki külge tõmmake see võimalikult ühtlaselt mööda joonlauda. Pange tähele dünamomeetri näitu. ______________________________________________________________
__________________________________________________________________
Kaaluge plokk ja koorem.__________________________________________________
Lisage esimesele raskusele teine ja kolmas raskus, iga kord kaaludes plokki ja raskusi ning mõõtes hõõrdejõudu._________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Mõõtmistulemuste põhjal täitke tabel:
![]() |
5. Joonistage mõõtmistulemuste põhjal hõõrdejõu sõltuvus survejõust ja määrake selle abil hõõrdeteguri μ keskmine väärtus. ______________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Tee järeldus.
Laboratoorsed tööd
Vedeliku pindpinevusest põhjustatud kapillaarnähtuste uurimine.
Töö eesmärk: mõõtke kapillaaride keskmine läbimõõt.
Varustus: toonitud veega anum, filterpaberi riba mõõtmetega 120 x 10 mm, puuvillase riide riba mõõtmetega 120 x 10 mm, mõõtejoonlaud.
Niisutusvedelik tõmmatakse kapillaari. Vedeliku tõus kapillaaris toimub seni, kuni vedelikule ülespoole mõjuv jõud Fв on tasakaalustatud h kõrgusega vedelikusamba raskusjõuga mg:
Newtoni kolmanda seaduse kohaselt on vedelikule mõjuv jõud Fv võrdne pindpinevusjõuga Fpov, mis mõjub kapillaari seinale piki vedelikuga kokkupuute joont:
Seega, kui vedelik on kapillaaris tasakaalus (joonis 1)
Fsur = mg. (1)
Eeldame, et meniskil on poolkera kuju, mille raadius r on võrdne kapillaari raadiusega. Vedeliku pinda piirava kontuuri pikkus võrdub ümbermõõduga:
Siis on pindpinevusjõud:
Fsur = σ2πr, (2)
kus σ on vedeliku pindpinevus.
|
m = ρV = ρ πr2h. (3)
Asendades Fpov ja massi (3) avaldise (2) kapillaaris oleva vedeliku tasakaaluseisundiga, saame
σ2πr = ρ πr2hg,
kus on kapillaari läbimõõt
D = 2r = 4σ/ρgh. (4)
Töö järjekord.
Kasutades samaaegselt filterpaberi ribasid ja puuvillast riiet, puudutage klaasis oleva värvilise vee pinda (joonis 2), jälgides vee tõusu ribadel.
Niipea, kui vesi peatub, eemaldage ribad ja mõõtke joonlauaga nendes oleva tõusuvee kõrgused h1 ja h2.
Absoluutsed mõõtmisvead Δ h1 ja Δ h2 on võrdsed kahekordse joonlaua jagamisega.
Δ h1 = 2 mm; Δ h2 = 2 mm.
Arvutage kapillaaride läbimõõt valemi (4) abil.
D2 = 4σ/ρgh2.
Vee puhul σ ± Δσ = (7,3 ± 0,05)x10-2 N/m.
Arvutage kapillaari läbimõõdu kaudse mõõtmise absoluutvead Δ D1 ja Δ D2.
|
Δ D2 = D2(Δσ/ σ + Δ h2/ h2).
Vead Δ g ja Δ ρ võib tähelepanuta jätta.
Esitage vormis kapillaaride läbimõõdu mõõtmise lõpptulemus
Füüsika"
Ufüüsika õpetaja:
Gorsheneva Natalja Ivanovna
2011
G
Eksperimendi roll füüsika õpetamisel.
Juba füüsika kui teaduse määratluses on kombinatsioon nii teoreetilisest kui ka praktilisest osast. On väga oluline, et õpetaja saaks füüsika õpetamise käigus oma õpilastele võimalikult põhjalikult näidata nende osade omavahelist seost. Lõppude lõpuks suudavad õpilased seda suhet tunnetades anda õige teoreetilise seletuse paljudele nende ümber igapäevaelus, looduses toimuvatele protsessidele.
Ilma eksperimendita ei ole ega saagi olla ratsionaalset füüsikaõpetust; Ainuüksi sõnaline füüsikaõpetus viib paratamatult formalismi ja päheõppimiseni. Õpetaja esimesed mõtted peaksid olema suunatud sellele, et õpilane näeks katset ja teeks seda ise, näeks seadet õpetaja käes ja hoiaks seda enda käes.
Hariduskatse on õppevahend spetsiaalselt õpetaja ja õpilase korraldatud ja läbiviidud katsete vormis.
Haridusliku eksperimendi eesmärgid:
Põhihariduslike ülesannete lahendamine;
Kognitiivse ja vaimse tegevuse kujunemine ja arendamine;
Polütehniline koolitus;
Õpilaste maailmapildi kujunemine.
Kognitiivne (teaduse aluste õppimine praktikas);
Hariduslik (teadusliku maailmapildi kujundamine);
Arendav (arendab mõtlemist ja oskusi).
Füüsikaliste katsete tüübid.
Milliseid praktilise koolituse vorme saab lisaks õpetaja jutule pakkuda? Eelkõige on see muidugi õpilastepoolne vaatlus õppejõu poolt klassiruumis uue materjali selgitamisel või käsitletu kordamisel läbiviidud katsete demonstratsioonidest, samuti on võimalik pakkuda õpilaste enda tehtud katseid. klassiruumis tundide ajal eesmise laboritöö käigus õpetaja otsese järelevalve all. Samuti saate pakkuda: 1) õpilaste endi poolt klassiruumis füüsilise töötoa käigus läbi viidud katseid; 2) õpilaste poolt vastamisel läbiviidud näidiskatsed; 3) õpilaste poolt väljaspool kooli läbi viidud katsed õpetaja kodutöö kohta; 4) loodus-, tehnika- ja olmenähtuste lühi- ja pikaajalisi vaatlusi, mida õpilased õpetaja erijuhisel kodus teostavad.
Mida saab öelda ülaltoodud koolitusvormide kohta?
Näidiskatse on õpetliku füüsilise eksperimendi üks komponente ja on füüsikaliste nähtuste reprodutseerimine õpetaja poolt näidislaual spetsiaalsete instrumentide abil. See viitab illustreerivatele kogemuslikele õpetamismeetoditele. Näidiseksperimendi rolli õpetamises määrab ära see, mis roll füüsikas ja loodusteadustes on eksperimendil teadmiste allikana ja selle tõesuse kriteeriumina, ning selle võimed korraldada õpilaste õppe- ja tunnetustegevust.
Näidisfüüsikalise katse tähtsus on see, et:
Õpilased tutvuvad teadmiste eksperimentaalse meetodiga füüsikas, eksperimendi rolliga füüsikalises uurimistöös (selle tulemusena kujuneb teaduslik maailmavaade);
Õpilased arendavad mõningaid katsetamisoskusi: nähtuste vaatlemist, hüpoteese püstitamist, katse kavandamist, tulemuste analüüsimist, suuruste sõltuvuste tuvastamist, järelduste tegemist jne.
Näidiskatse, mis on selguse vahend, aitab korraldada õpilaste arusaama õppematerjalist, selle mõistmist ja meeldejätmist; võimaldab õpilaste polütehnilist koolitust; aitab tõsta huvi füüsika õppimise vastu ja luua õppimismotivatsiooni. Aga kui õpetaja viib läbi näidiskatse, siis põhitegevuse teeb õpetaja ise ja sisse parimal juhul, üks-kaks õpilast, ülejäänud õpilased jälgivad õpetaja läbiviidud katset ainult passiivselt, oma kätega mitte midagi tegemata. Seetõttu on vaja füüsika õpilaste iseseisvaid katseid.
Laboratoorsed harjutused.
Gümnaasiumis füüsika õpetamisel arendatakse eksperimenteerimisoskusi, kui õpilased ise monteerivad installatsioone, teostavad füüsikaliste suuruste mõõtmisi ja katseid. Laboratoorsed tunnid tekitavad õpilastes väga suurt huvi, mis on täiesti loomulik, kuna sel juhul õpib õpilane ümbritsevat maailma tundma lähtuvalt enda kogemus ja oma tundeid.
Füüsika laboritundide tähtsus seisneb selles, et õpilastel tekivad ideed eksperimendi rollist ja kohast teadmistes. Katsete tegemisel arendavad õpilased eksperimenteerimisoskusi, mis hõlmavad nii intellektuaalseid kui ka praktilisi oskusi. Esimesse rühma kuuluvad oskused: määrata katse eesmärk, püstitada hüpoteese, valida instrumente, planeerida katset, arvutada vigu, analüüsida tulemusi, koostada tehtud töö kohta aruanne. Teine rühm hõlmab oskusi eksperimentaalse seadistuse kokkupanemiseks, vaatlemiseks, mõõtmiseks ja katsetamiseks.
Lisaks seisneb laboratoorse eksperimendi olulisus selles, et selle sooritamisel areneb õpilastel nii oluline isikuomadused kuidas olla instrumentidega töötamisel ettevaatlik; puhtuse ja korra hoidmine töökohal, eksperimendi käigus tehtud märkmetes, organiseeritus, järjekindlus tulemuste saavutamisel. Nad arendavad teatud vaimse ja füüsilise töö kultuuri.
Koolis füüsika õpetamise praktikas on välja kujunenud kolme tüüpi laboriklassid:
Frontaalne laboritööd füüsikas;
Füüsiline töötuba;
Kodune eksperimentaaltöö füüsikas.
Iseseisvate laboritööde tegemine.
Esiosa laboritööd - see on praktilise töö tüüp, kui kõik klassi õpilased sooritavad samaaegselt sama tüüpi katseid, kasutades samu seadmeid. Frontaallaboratoorseid töid teeb kõige sagedamini kahest inimesest koosnev õpilaste rühm, mõnikord on võimalik korraldada individuaalne töö. Siin tekib raskus: kooli füüsikaklassis seda alati ei ole piisav kogus selliste tööde tegemiseks vajalike instrumentide ja seadmete komplektid. Vanad seadmed muutuvad kasutuskõlbmatuks ja kahjuks ei saa kõik koolid endale lubada uute ostmist. Ja ajalimiidist ei pääse mööda. Ja kui mõnel meeskonnal midagi ei õnnestu, mõni seade ei tööta või midagi on puudu, siis hakatakse õpetajalt abi paluma, segades teiste tähelepanu laboritööde tegemisest.
Füüsilised õpitoad toimuvad 9.-11.
Füüsika töötuba viiakse läbi eesmärgiga korrata, süvendada, laiendada ja üldistada saadud teadmisi erinevaid teemasid füüsika kursus; õpilaste katseoskuste arendamine ja täiendamine keerukamate seadmete kasutamise, keerukamate katsete abil; iseseisvuse kujundamine katsega seotud probleemide lahendamisel. Tavaliselt lõpus toimub füüsiline töötuba õppeaastal, mõnikord aasta esimese ja teise poole lõpus ning sisaldab mitmeid katseid konkreetsel teemal. Õpilased sooritavad füüsilist praktilist tööd 2-4-liikmelises rühmas, kasutades erinevaid seadmeid; Järgmiste tundide ajal toimub töö vahetus, mis toimub spetsiaalselt koostatud graafiku alusel. Ajakava koostamisel arvesta õpilaste arvuga klassis, töötubade arvuga, varustuse olemasoluga. Iga füüsika töötoa jaoks on ette nähtud kaks õppetundi, mis eeldab kahekordsete füüsikatundide lisamist tunniplaani. See tekitab raskusi. Sel põhjusel ja puudumise tõttu vajalik varustus harjutada ühetunnist füüsilist praktikumitööd. Tuleb märkida, et eelistatav on kahetunnine töö, kuna töökoja töö on keerulisem kui frontaallaboratooriumi töö, neid tehakse keerukamatel seadmetel ning õpilaste iseseisva osalemise osakaal on palju suurem kui töökoja puhul. eesmised laboritööd.
Iga töö jaoks peab õpetaja koostama juhendi, mis peaks sisaldama: pealkirja, eesmärki, instrumentide ja seadmete loetelu, lühike teooria, õpilastele tundmatute seadmete kirjeldus, tööplaan. Pärast töö lõpetamist peavad õpilased esitama aruande, mis peab sisaldama: töö pealkirja, töö eesmärki, instrumentide loetelu, paigalduse skeemi või joonist, töö teostamise plaani, töö tegemise tabelit. tulemused, valemid, mille abil arvutati suuruste väärtused, mõõtmisvigade arvutused, järeldused. Õpilaste töö hindamisel töötoas tuleks arvestada nende ettevalmistust tööks, töö aruannet, oskuste arengutaset, teoreetilisest materjalist arusaamist, kasutatud eksperimentaalseid uurimismeetodeid.
Mis saab siis, kui õpetaja kutsub õpilasi katset tegema või vaatlust läbi viima väljaspool kooli ehk siis kodus või tänaval? kodus läbiviidud katsed ei tohiks nõuda instrumentide kasutamist ega märkimisväärseid materjalikulusid. Need peaksid olema katsed vee, õhu ja esemetega, mida leidub igas kodus. Keegi võib kahelda selliste katsete teaduslikus väärtuses; loomulikult on see minimaalne. Aga kas see on halb, kui laps saab ise kontrollida seadust või nähtust, mis avastati palju aastaid enne teda? Inimkonnale pole kasu, aga mis see on lapsele! Kogemus on loominguline ülesanne, ise tehes mõtleb õpilane, kas ta seda tahab või mitte, selle peale, kui lihtsam on katset läbi viia, kus ta on sarnase nähtusega praktikas kokku puutunud, kus mujal võib see nähtus olla kasulik. Siinkohal tasub tähele panna, et lapsed õpivad eristama füüsilisi katseid kõikvõimalikest nippidest ega aja neid omavahel segamini.
Kodune eksperimentaalne töö. Kodune laboritöö on lihtsaim iseseisev katse, mida õpilased teevad kodus, väljaspool kooli, ilma õpetaja otsese juhendamiseta töö edenemise üle.
Seda tüüpi eksperimentaalse töö peamised eesmärgid on:
Looduses ja igapäevaelus toimuvate füüsikaliste nähtuste vaatlemise võime kujunemine;
Mõõtmiste teostamise oskuse kujundamine igapäevaelus kasutatavate mõõteriistadega;
Huvi tekkimine eksperimentide ja füüsika uurimise vastu;
Iseseisvuse ja aktiivsuse kujunemine.
Koduseid laboratoorseid töid saab liigitada sõltuvalt nende tegemiseks kasutatud seadmetest:
Majapidamistarbeid ja olemasolevaid materjale (mõõdutops, mõõdulint, majapidamiskaalud jne) kasutavaid töid;
Tööd, milles kasutatakse isetehtud instrumente (kangikaalud, elektroskoop jne);
Mida vajab laps kodus katse läbiviimiseks? Esiteks ilmselt piisab Täpsem kirjeldus kogemus, näidates vajalikud esemed, kus on lapsele kättesaadavas vormis öeldud, mida tuleb teha ja millele tähelepanu pöörata. Lisaks on õpetaja kohustatud andma üksikasjalikke juhiseid.
Nõuded kodustele katsetele. Esiteks on see muidugi turvalisus. Kuna katse viib õpilane kodus läbi iseseisvalt, ilma õpetaja otsese järelevalveta, ei tohiks katse sisaldada kemikaale ega esemeid, mis ohustavad lapse tervist ja tema kodukeskkonda. Katse ei tohiks nõuda õpilaselt olulisi materiaalseid kulutusi, katse läbiviimisel tuleks kasutada esemeid ja aineid, mida leidub peaaegu igas kodus: nõud, purgid, pudelid, vesi, sool jne. Kooliõpilaste kodus tehtav katse peaks olema teostuselt ja varustuselt lihtne, kuid samal ajal väärtuslik füüsika õppimisel ja mõistmisel. lapsepõlves, ole sisult huvitav. Kuna õpetajal puudub võimalus õpilaste poolt kodus tehtavat katset vahetult kontrollida, siis tuleb katse tulemused vastavalt vormistada (ligikaudu nii, nagu tehakse eesliini laboritööde tegemisel). Õpilaste kodus läbiviidud katse tulemusi tuleks tunnis arutada ja analüüsida. Õpilaste tööd ei tohiks olla väljakujunenud mustrite pime matkimine, need peaksid sisaldama omaalgatuse, loovuse ja uue otsimise kõige laiemat väljendust. Eelnevast lähtuvalt sõnastame lühidalt koduseks katseülesanneteks esitatavad nõuded: nõuded:
Ohutus teostamise ajal;
Minimaalsed materjalikulud;
Rakendamise lihtsus;
Õpetajapoolse hilisema kontrolli lihtsus;
Loomingulise värvimise olemasolu.
Koduse katse saab määrata pärast teema läbimist tunnis. Siis näevad õpilased oma silmaga ja veenduvad teoreetiliselt uuritud seaduse või nähtuse paikapidavuses. Samas on teoreetiliselt omandatud ja praktikas testitud teadmised üsna kindlalt nende teadvuses kinnistunud.
Või vastupidi, saate määrata kodutöö ja pärast selle täitmist nähtust selgitada. Nii saate luua õpilastele probleemse olukorra ja liikuda edasi probleemipõhine õpe, mis tekitab tahtmatult õpilastes kognitiivse huvi õpitava materjali vastu, tagab õpilaste kognitiivse aktiivsuse õppimise ajal ja viib arenguni. loov mõtlemineõpilased. Sel juhul, isegi kui koolilapsed ei oska kodus kogetud nähtust ise seletada, kuulavad nad huviga õpetaja juttu.
Katse etapid:
Eksperimendi loomise põhjendus.
Eksperimendi planeerimine ja läbiviimine.
Saadud tulemuse hindamine.
Katse aluseks võetava hüpoteesi sõnastamine ja põhjendamine.
Katse eesmärgi kindlaksmääramine.
Katse püstitatud eesmärgi saavutamiseks vajalike tingimuste selgitamine.
Katse kavandamine, mis sisaldab vastuseid küsimustele:
milliseid tähelepanekuid teha
milliseid koguseid mõõta
katsete läbiviimiseks vajalikud instrumendid ja materjalid
katsete käik ja nende teostamise järjekord
katsetulemuste salvestamise vormi valimine
Vajalike instrumentide ja materjalide valik
Paigalduskomplekt.
Katse läbiviimine, millega kaasnevad vaatlused, mõõtmised ja nende tulemuste registreerimine
Mõõtmistulemuste matemaatiline töötlemine
Katsetulemuste analüüs, järelduste sõnastamine
Iga katse läbiviimisel on vaja meeles pidada katsele esitatavaid nõudeid.
Eksperimendi nõuded:
Nähtavus;
Lühiajaline;
Veenvus, ligipääsetavus, usaldusväärsus;
Ohutus.
Lisaks ülaltoodud katsetüüpidele on olemas vaimsed, virtuaalsed katsed (vt lisa), mida viiakse läbi virtuaalsetes laborites ja millel on suur tähtsus varustuse puudumise korral.
Psühholoogid märgivad, et keeruline visuaalne materjal jääb paremini meelde kui selle kirjeldus. Seetõttu on katsete demonstratsioon jäädvustatud paremini kui õpetaja jutustus füüsilisest katsest.
Kool on kõige hämmastavam labor, sest tulevikku luuakse selles! Ja mis see saab, sõltub meist, õpetajatest!
Usun, et kui õpetaja kasutab füüsika õpetamisel eksperimentaalset meetodit, kus õpilasi kaasatakse süstemaatiliselt küsimuste ja ülesannete lahendamise võimaluste otsimisse, siis võib eeldada, et koolituse tulemuseks on mitmekülgse, originaalse mõtlemise arendamine, mitte. piiratud kitsaste raamidega. A on tee õpilaste kõrge intellektuaalse aktiivsuse arendamiseks.
Rakendus.
Katsete tüüpide klassifikatsioon.
Väli
(ekskursioonid)
Kodu
Kool
Vaimne
Päris
Virtuaalne
Olenevalt kogusest ja suurusest
Laboratoorium
Praktiline
demonstratsioon
Toimumiskoha järgi
Rakendusmeetodi järgi
Olenevalt teemast
Katse
Kodused katseülesanded
1. harjutus.
Võta pikk raske raamat, seo see peenikese niidiga kinni ja
kinnita niidi külge 20 cm pikkune kumminiit.
Aseta raamat lauale ja hakka väga aeglaselt otsast tõmbama
kumminiit. Proovige mõõta venitatud kumminiidi pikkust
hetkel, kui raamat hakkab libisema.
Mõõtke venitatud niidi pikkus kell ühtlane liikumine raamatuid.
Asetage kaks õhukest silindrilist pliiatsit (või kaks
silindriline pliiats) ja tõmmake ka niidi otsa. Mõõda pikkus
venitatud niit raamatu ühtlase liikumisega rullidel.
Võrrelge saadud kolme tulemust ja tehke järeldused.
Märge. Järgmine ülesanne on variatsioon eelmisest. See
samuti suunatud staatilise hõõrdumise, libisemishõõrdumise ja hõõrdumise võrdlemisele
2. ülesanne.
Asetage kuusnurkne pliiats raamatule paralleelselt selle selgrooga.
Tõstke aeglaselt raamatu ülemist serva, kuni pliiats hakkab tõmbuma
libistage alla. Vähendage veidi raamatu kallet ja kinnitage see sel viisil.
positsiooni, asetades selle alla midagi. Nüüd pliiats, kui see on jälle
pane see raamatule, see ei liigu. Seda hoiab paigal hõõrdejõud -
staatiline hõõrdejõud. Kuid tasub seda jõudu veidi nõrgendada - ja selleks piisab
klõpsa sõrmega raamatul ja pliiats roomab alla, kuni see peale kukub
laud. (Sama katse saab teha näiteks pliiatsi, tikuga
kast, kustutuskumm jne)
Mõelge, miks on lihtsam naela lauast välja tõmmata, kui seda pöörata
ümber telje?
Paksu raamatu laual ühe sõrmega liigutamiseks peate taotlema
mingi pingutus. Ja kui panna raamatu alla kaks ümmargust pliiatsit või
käepidemed, mis sisse jäävad sel juhul rull-laagrid, broneeri lihtsalt
liigub väikese sõrmega nõrgast tõukest.
Tehke katseid ja võrrelge staatilist hõõrdejõudu ja hõõrdejõudu
libisemis- ja veerehõõrdejõud.
3. ülesanne.
Selles katses saab korraga jälgida kahte nähtust: inerts, katsed
Võtke kaks muna: üks toores ja teine kõvaks keedetud. Keerake
mõlemad munad suurele taldrikule. Näete, et keedetud muna käitub teisiti,
kui toores: see pöörleb palju kiiremini.
Keedumunas on valge ja munakollane tihedalt koorega seotud ja
omavahel, sest on tahkes olekus. Ja kui me keerutame
toores muna, siis kerime esmalt lahti ainult kesta, alles siis, tänu
hõõrdumine, kiht-kihilt pöörlemine kandub valgele ja munakollasele. Seega
vedel valge ja munakollane aeglustavad kihtidevahelise hõõrdumise tõttu pöörlemist
kestad.
Märge. Toor- ja keedetud munade asemel võite keerata kaks panni,
millest üks sisaldab vett ja teine sama palju teravilja.
Raskuskese. 1. harjutus.
Võtke kaks lihvitud pliiatsit ja hoidke neid enda ees paralleelselt,
asetades neile joonlaua. Alustage pliiatsite üksteisele lähemale toomist. Toimub lähenemine
esinevad vahelduvate liigutustena: kõigepealt liigub üks pliiats, siis teine.
Isegi kui soovite nende liikumist segada, ei õnnestu see teil.
Nad liiguvad ikka kordamööda.
Niipea, kui surve ühele pliiatsile muutus suuremaks ja hõõrdumine selliseks muutus
teine pliiats saab nüüd liikuda joonlaua alla. Aga mõne aja pärast
aja jooksul muutub rõhk selle kohal suuremaks kui esimese pliiatsi kohal ja kuna
Kui hõõrdumine suureneb, siis see peatub. Ja nüüd saab esimene liikuda
pliiats. Niisiis, ükshaaval liikudes saavad pliiatsid päris keskel kokku
joonlaud selle raskuskeskmes. Seda on lihtne näha valitseja jaotustest.
Seda katset saab teha ka pulgaga, hoides seda väljasirutatud sõrmedel.
Sõrmi liigutades märkad, et need, ka vaheldumisi liikudes, kohtuvad
pulga päris keskosa all. Tõsi, see on ainult erijuhtum. Proovi seda
tehke sama tavalise põrandaharja, labida või rehaga. Sina
näete, et teie sõrmed ei puutu pulga keskel kokku. Proovige selgitada
miks see juhtub.
2. ülesanne.
See on vana, väga visuaalne kogemus. Kas teil on taskunuga (kokkupandav)
ilmselt ka pliiats. Teritage pliiatsit nii, et sellel oleks terav ots
ja torka poolavatud taskunoa otsast veidi kõrgemale. Pane
pliiats peal nimetissõrm. Leia selline positsioon
poollahtine nuga pliiatsil, mille peal pliiats seisab
sõrm, kergelt kõikudes.
Nüüd on küsimus: kus on pliiatsi ja pliiatsi raskuskese
3. ülesanne.
Määrake peaga ja ilma peata tiku raskuskeskme asukoht.
Aseta tikutoosi lauale selle pikale kitsale servale ja
Asetage kasti tikk ilma peata. See matš on toeks
veel üks matš. Võtke tikk selle peaga ja tasakaalustage see toele nii, et
nii, et see asetseks horisontaalselt. Kasutage raskuskeskme asukoha märkimiseks pliiatsit
tikud peaga.
Kraapige tiku pea ära ja asetage tikk toele nii, et
Teie märgitud tindipunkt lebas toel. See pole praegu teie jaoks
õnnestub: matš ei asu horisontaalselt, kuna tiku raskuskese on
liigutatud. Määrake uue raskuskeskme asukoht ja pange see tähele
Kummale poole ta liikus? Märkige pliiatsiga tiku raskuskese ilma
Tooge klassi kahe punktiga matš.
4. ülesanne.
Määrake lameda kuju raskuskeskme asukoht.
Lõika papist välja suvalise (mis tahes väljamõeldud) kujuga kujund
ja torgake erinevatesse juhuslikesse kohtadesse mitu auku (parem, kui
need asuvad joonise servadele lähemal, see suurendab täpsust). Sõida sisse
vertikaalsesse seina või seista väike nael ilma pea või nõelata ja
riputage sellele kujund läbi mis tahes augu. Pange tähele: joonis
peaks küüntel vabalt kõikuma.
Võtke õhukesest niidist ja raskusest koosnev loodinöör ja visake see
keerake küünest läbi nii, et see oleks suunatud vertikaalsuunas
riputatud figuur. Märkige pliiatsiga joonisele vertikaalne suund
Eemaldage kujund, riputage see mis tahes muusse auku ja uuesti
Märkige nööri ja pliiatsi abil sellele niidi vertikaalne suund.
Vertikaalsete joonte lõikepunkt näitab raskuskeskme asukohta
sellest joonisest.
Viige niit läbi leitud raskuskeskme, mille lõpus
tehke sõlm ja riputage kujund sellele niidile. Figuuri peab hoidma
peaaegu horisontaalne. Mida täpsemalt katse tehakse, seda horisontaalsem on see
hoia figuurist kinni.
5. ülesanne.
Määrake rõnga raskuskese.
Võtke väike rõngas (näiteks rõngas) või tehke sellest rõngas
painduv oks, valmistatud kitsast vineeriribast või jäigast papist. Hang
see küüntele ja langetage nöör riputuspunktist alla. Kui niit plumb
rahuneb, märkige rõngale tema rõnga puudutamise punktid ja nende vahele
kasutage neid punkte õhukese traadi või õngenööri tüki pingutamiseks ja kinnitamiseks
(peate seda piisavalt kõvasti tõmbama, kuid mitte nii palju, et rõngas seda muudaks
Riputage rõngas naela külge mis tahes muus kohas ja tehke sama
enamus. Juhtmete või joonte ristumispunkt on rõnga raskuskese.
Märkus: rõnga raskuskese asub väljaspool keha ainet.
Siduge niit juhtmete või joonte ristumiskoha külge ja riputage see külge
tal on vits. Rõngas on keskpunktist saadik ükskõikses tasakaalus
rõnga raskusjõud ja selle tugipunkt (vedrustus) langevad kokku.
6. ülesanne.
Teate, et keha stabiilsus sõltub raskuskeskme asukohast ja
toetuspinna suurusest: mida madalam on raskuskese ja mida suurem on tugipind,
seda stabiilsem on keha.
Seda silmas pidades võtke plokk või tühi tikutoosi ja asetage see
vaheldumisi ruudulisel paberil kõige laiemas, keskmises ja kõige laiemas
tee väiksemale servale iga kord pliiatsiga ringi, et saada kolm erinevat
tugiala. Arvutage iga ala mõõtmed ruutsentimeetrit
ja kirjutage need paberile üles.
Mõõtke ja registreerige kõigi jaoks kasti raskuskeskme asukoha kõrgus
kolm juhtumit (tikukarbi raskuskese asub ristmikul
diagonaalid). Järeldage, millises kastide asendis on kõige rohkem
jätkusuutlik.
Ülesanne 7.
Istuge toolile. Asetage jalad vertikaalselt, ilma neid alla panemata
iste. Istu täiesti sirgelt. Proovige püsti tõusta ilma ette kummardumata,
ilma käsi ette sirutamata või jalgu istme all liigutamata. Sul pole midagi
Kui see töötab, ei saa te üles tõusta. Sinu raskuskese, mis on kuskil
keset keha, ei lase sul püsti tõusta.
Mis tingimus peab olema püsti tõusmiseks? Tuleb ettepoole kummarduda
või pista jalad istme alla. Üles tõustes teeme alati mõlemat.
Sel juhul peaks teie raskuskeset läbiv vertikaaljoon
minge kindlasti läbi vähemalt ühest jalatallast või nende vahelt.
Siis on teie keha tasakaal üsna stabiilne, saate hõlpsalt
võid tõusta.
Noh, proovige nüüd püsti tõusta, hoides käes hantleid või triikrauda. Tõmba
käed ette. Võimalik, et saate püsti tõusta ilma kummardamata või jalgu alla painutamata
Inerts. 1. harjutus.
Asetage postkaart klaasile ja asetage postkaardile münt
või kabe, nii et münt on klaasi kohal. Lööge postkaart
klõpsa. Kaart peaks välja lendama ja münt (ruuduline) peaks kukkuma klaasi.
2. ülesanne.
Asetage lauale topeltleht märkmikupaberit. Üks pool
asetage raamatuvirn, mille kõrgus on vähemalt 25 cm.
Tõstke lehe teist poolt mõlemaga veidi lauatasandist kõrgemale
Tõmmake lina kätega kiiresti enda poole. Leht tuleks alt vabastada
raamatud ja raamatud peavad oma kohale jääma.
Asetage raamat uuesti paberilehele ja tõmmake seda nüüd väga aeglaselt. Raamatud
liigub koos lehega.
3. ülesanne.
Võtke haamer, siduge sellele õhuke niit, kuid laske sellel
talus haamri raskust. Kui üks niit ei pea vastu, võtke kaks
niidid Tõstke haamer aeglaselt niidist üles. Haamer jääb külge
niit. Ja kui soovite seda uuesti tõsta, kuid mitte aeglaselt, vaid kiiresti
tõmblemine, niit läheb katki (veendu, et vasar kukkumisel ei puruneks
all pole midagi). Haamri inerts on nii suur, et niit seda ei tee
jäi ellu. Haamril ei olnud aega kätt kiiresti järgida, see jäi paigale ja niit katkes.
4. ülesanne.
Võtke väike puidust, plastist või klaasist pall. Suudlema
paks paberisoon, asetage pall sellesse. Liikuge kiiresti üle laua
soone ja siis järsku peatage see. Pall jätkub inertsist
liikumine ja tahe veereda, hüpates soonest välja.
Kontrollige, kuhu pall veereb, kui:
a) tõmmake renni väga kiiresti ja peatage see järsult;
b) Tõmmake renni aeglaselt ja peatuge järsku.
5. ülesanne.
Lõika õun pooleks, kuid mitte lõpuni, ja jäta rippuma
Nüüd löö noa tömbi külge nii, et õun rippus peal
midagi kõva, näiteks haamer. Apple jätkab liikumist
inertsist, lõigatakse ja jagatakse kaheks pooleks.
Sama juhtub ka puidu hakkimisel: kui see ebaõnnestub
puuklots lõhki, tavaliselt keeravad nad selle ümber ja löövad tagumikuga nii kõvasti kui jaksavad
kirves tugevale toele. Churbak, jätkates liikumist inertsist,
torgatakse sügavamale kirvele ja jaguneb kaheks.
Eksperimentaalsete ülesannete kasutamise efektiivsuse õppetundides määravad suuresti nende valmistatavus, vähenõudlik varustus ja vaadeldavate nähtuste ulatus. Kõige lihtsamatel seadmetel ja isegi igapäevastel esemetel põhinev eksperimentaalne ülesanne toob füüsika meile lähemale, muutes selle õpilaste mõtetes abstraktsest teadusteadmiste süsteemist, mis uurib „meie ümber olevat maailma”.
Mehaanika
Ülesanne 1. Hõõrdetegur
Harjutus. Mõõtke puitklotsi libisemishõõrdetegur plaadi (joonlaua) pinnal.
Varustus: plokk, laud, statiiv jalaga, joonlaud 30(40) pikk cm.
Võimalik viis lahendusi. Asetame ploki plaadile vastavalt joonisele 4. Järk-järgult tõstes laua ühte otsa, saame kaldtasandi ja saavutame ploki ühtlase libisemise. Kuna staatiline hõõrdejõud on palju suurem kui libisemishõõrdejõud, on vaja libisemise alguses ranti veidi lükata. Soovitud kalde fikseerimiseks kasutage statiivi. Mõõdame kõrgust A ja aluse pikkus kaldtasapind b.
Mõõtmised ja veaanalüüs:
Kordame katset mitu korda. Sel juhul tuleb seda teha peamiselt seetõttu, et ploki ühtlast libisemist mööda tasapinda on raske saavutada. Tulemused on kirjas tabelis 2.
tabel 2
Mõõtmisvead
a, cm |
Jah, cm |
(jah) 2 ,cm 2 |
sisse, cm |
Db, cm |
(Db) 2 ,cm 2 |
<a>=12,2 |
U( a) 2 = 1,81 |
U( b) 2 = 0,32 |
Koguvea hulka kuuluvad lisaks juhuslikele vigadele loomulikult ka tavapärased võrdlusvead: Jah = Db = 0,5 cm.See on järgmine:
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image016.png)
![](https://i0.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image017.png)
Nii saame:
a = 12,2 ± 1,1 cm, d = 8,6%
b = 27,4 ± 0,7 cm, d = 2,6%
Esimese katse tulemuste põhjal:
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image019.png)
![](https://i0.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image020.png)
![](https://i2.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image021.png)
Hõõrdeteguri mõõtmise lõpptulemus on:
m = 0,46 ± 0,05 d = 10,9%
2. ülesanne. Maja kõrguse mõõtmine
Harjutus. Kujutage ette, et teil paluti maja kõrguse mõõtmiseks kasutada tühja plekkpurki ja stopperit. Kas saaksite ülesandega hakkama? Räägi meile, kuidas tegutseda.
Vihje. Kui maja katuselt purki visata, on purgi maapinnale löömise heli selgelt kuulda.
Lahendus. Maja katusel seistes peate purgi kätest vabastama, vajutades samal ajal stopperi käivitusnuppu. Kui kuulete purgi maapinnale löömise heli, peaksite stopperi seiskama. Stopperi näidud t koosnevad purgi kukkumise ajast t 1 ja aeg t 2, mille käigus selle maapinnale mõjuv heli jõuab vaatlejani.
Esimene kord on seotud maja kõrgusega h järgmisel viisil:
kusjuures seos vahel h ja t 2 näeb välja nagu
Kus Koos- helikiirus, mille arvutustes määrame 340-ga m/sek.
Määratlemine t 1 ja t 2 neist avaldistest ja asendades nende väärtused ühendavasse valemisse t 1 , t 2 ja t, saame irratsionaalvõrrandi
Mille järgi leiad maja kõrguse.
Ligikaudses arvutuses (eriti kui maja on madal) võib vasakpoolset teist terminit pidada väikeseks ja ära visata. Siis
Molekulaarfüüsika
3. ülesanne. Pliiats
Harjutus. Hinnake mehaanilist tööd, mida tuleb teha, et anumas ujuv pliiats ühtlaselt veepinda puudutava alumise otsa tasemele tõsta. Võtke pliiatsi asend vertikaalseks. Vee tihedus Koos 0 = 1000 kg/m 3 .
Varustus: ümmargune pliiats, peaaegu täis veepudel, joonlaud.
Võimalik lahendus. Laske pliiatsi pudelisse - see hõljub nagu ujuk, vastavalt joonisele 5. Laske L- kogu pliiatsi pikkus, V- selle maht, h- vette kastetud pliiatsiosa pikkus, V 1 - selle maht, S- ristlõike pindala ja d- pliiatsi läbimõõt. Leidke pliiatsi keskmine tihedus Koos keha ujuvseisundist:
Koos 0 gSh= сgSL, kus Koos= Koos 0 hL.
Oletame, et tõmbame dünamomeetri abil ühtlase kiirusega pliiatsi veest välja. Kui pliiats hõljub vabalt, näitab dünamomeeter nulli. Kui pliiats on veest täielikult välja tõmmatud, näitab dünamomeeter raskusega võrdset jõudu R pliiats:
F = P = mg = сgV = с0hLgSL = с0hgрd24
Selgub, et dünamomeetri näidud pliiatsi veest välja tõmbamisel muutuvad 0-lt P lineaarseaduse järgi vastavalt joonisele 6. Sel juhul mehaaniline töö A võrdub valitud kolmnurga pindalaga:
A= 12Ph= Koos 0 h 2grd 2 8.
Näiteks millal h= 13,4 cm Ja d = 7,5 mm töö on umbes 0,004 J.
![](https://i2.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image031.jpg)
Ülesanne 4. Sulam
Harjutus. Määrake tina protsent (massi järgi) tina-plii joodises. Oletame, et plii ja tina maht sulamis on säilinud. Plii tihedus Koos c = 11350 kg/m 3 , tina Koos 0 = 7300 kg/m 3 .
Varustus: joonlaud, kaal (mutter), silindriline jootetükk, nihik või mikromeeter. Võimalik lahendus. See ülesanne sarnaneb Archimedese ülesandega määrata kulla osakaal kuninglikus kroonis. Katsete jaoks on aga tina-pliijoodet lihtsam hankida kui koroonat.
Jootetüki läbimõõdu mõõtmine D ja selle pikkus L, leidke silindrilise jootetüki maht:
V =рD 2 L 4
Joote massi määrame kangkaalude valmistamisega. Selleks tasakaalusta joonlaud laua serval (pliiatsil, pastapliiatsil jne). Seejärel tasakaalustame teadaoleva massiga mutri abil joonlaual jootetüki ja jõumomentide võrdsust kasutades leiame joote massi. m. Kirjutame üles plii ja tina masside, mahtude ja tiheduste ilmsed võrdsused:
m = m c +m o = ccV c +s o V o , V = V c +V o .
Neid võrrandeid koos lahendades leiame tina ruumala, selle massi ja osakaalu kogumassist:
V o = rh o cV?mrh o c?rh oo , mo = с o V o , m o m = rh oo V o m
Ülesanne 5. Pindpinevus
Harjutus. Määrake vee pindpinevustegur.
Varustus: taldrik, vesi, lusikas, joonlaud, sirge alumiiniumtraadi tükk 15-20 pikkune cm ja tihedus 2700 kg/m 3 , mikromeeter, piiritus, vatt.
Võimalik lahendus. Vala peaaegu täis taldrik vett. Asetage traat plaadi servale nii, et üks ots puudutab vett ja teine jääb plaadist väljapoole. Traat täidab kahte funktsiooni: see on kangskaala ja traatraami analoog, mis tavaliselt pindpinevuse mõõtmiseks veest välja tõmmatakse. Sõltuvalt veetasemest võib täheldada traadi erinevaid asendeid. Kõige mugavam arvutusteks ja mõõtmiseks horisontaalne paigutus traat veetasemel 1-1,5 mm plaadi servast allpool, vastavalt joonisele 7. Lusika abil saate taset reguleerida, lisades või tühjendades vett. Traati tuleks plaadist välja tõmmata, kuni traadi all olev veekile hakkab purunema. Selles äärmises asendis on kile kõrgus 1,5-2 mm, ja võime öelda, et traadile rakendatavad pindpinevusjõud on suunatud peaaegu vertikaalselt allapoole.
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image032.jpg)
Lase m- traadi mass, L = L 1 +L 2 - traadi pikkus, m/l- mass traadi pikkuseühiku kohta. Paneme kirja traadi tasakaalu tingimuse plaadi serva suhtes, s.o. jõudude momentide võrdsus:
F lk (L 1 ?x 2)+m 1 gL 12 = m 2 gL 22 .
Asendame siin pindpinevusjõu F lk =2x juures, massid
m 1 =L 1 ml, m 2 = L 2 ml, m= cV= srd 2 L 4
ja väljendada pindpinevuste koefitsienti juures. Mõõtmised ja arvutused lihtsustuvad, kui vesi niisutab kogu pikkuses L 1 . Lõpuks saame
juures= srd 2 g 8((LL 1 ?1) 2 ?1).
Kogused L Ja L 1 mõõdetakse joonlauaga ja traadi läbimõõt d- mikromeeter.
Näiteks millal L = 15 cm, L 1 = 5,4 cm, d = 1,77 mm saame O = 0,0703 N/m, mis on lähedane tabeli väärtusele 0,0728 N/m.
Ülesanne 6. Õhuniiskus
Harjutus. Määrake ruumi suhteline õhuniiskus.
Varustus: klaasist toatermomeeter, kodukülmik, küllastunud veeauru rõhkude tabel erinevatel temperatuuridel.
Võimalik lahendus. Tavalise niiskuse mõõtmise meetodi korral jahutatakse objekt alla selle kastepunkti ja see "uduneb". Teeme vastupidi. Külmkapi temperatuur (umbes +5 ° C) on palju madalam kui ruumiõhu kastepunkt. Seetõttu, kui võtate külmkapist välja jahutatud klaastermomeetri, "uduneb" see kohe - klaasist korpus muutub niiskuse tõttu läbipaistmatuks. Siis hakkab termomeeter soojenema ja mingil hetkel aurustub sellel olev kondenseerunud niiskus - klaas muutub läbipaistvaks. See on kastepunkti temperatuur, millest saab tabeli abil arvutada suhtelise õhuniiskuse.
Ülesanne 7. Aurustumine
Harjutus. Vala peaaegu täis klaas vett ja aseta see tuppa sooja kohta, et vesi kiiremini aurustuks. Mõõtke joonlauaga esialgne veetase ja registreerige katse algusaeg. Mõne päeva pärast veetase aurustumise tõttu langeb. Mõõtke uus tase vett ja registreerige katse lõpuaeg. Määrake aurustunud vee mass. Mitu molekuli pääseb keskmiselt 1 sekundi jooksul veepinnalt välja? Kui palju molekule on klaasis oleva vee pinnal ligikaudu? Võrrelge neid kahte numbrit. Võtke veemolekuli läbimõõt võrdseks d 0 = 0,3 nm. Teades aurustumissoojust, määrake soojusülekande kiirus ( J/s) vesi alates keskkond.
Võimalik lahendus. Lase d- klaasi siseläbimõõt, Koos- vee tihedus, M- vee molaarmass, r- eriline aurustumissoojus, D h- veetaseme langus aja jooksul t. Siis on aurustunud vee mass
m= cv= Koos D hS= Koos D hрd 2 4.
See mass sisaldab N = mN A /M molekulid, kus N A- Avogadro konstant. 1 sekundi jooksul aurustunud molekulide arv on
N 1 = Nt= mN A Mt.
Kui S= pd 2/4 on vee pindala klaasis ja S 0 = pd 2 0 /4 on ühe molekuli ristlõikepindala, siis klaasis oleva vee pinnal on ligikaudu
N 2 = SS 0 = (dd 0) 2 .
Vesi saab aurustumiseks soojust ajaühikus
Qt= rmt.
Kui teete molekulidega seotud arvutusi, saate alati huvitavaid tulemusi. Näiteks lase aeg sisse t= 5 päeva läbimõõduga klaasis d = 65 mm veetase langes D võrra h = 1 cm. Siis saame selle 33 auruks G vesi, 1 jaoks Koos aurustunud N 1 = 2,56?10 18 molekuli, klaasis oleva vee pinnal oli N 2 = 4,69–1016 molekuli ja 0,19 pärines keskkonnast W soojust. Huvitav on suhtumine N 1 /N 2? 54, millest on selge, et 1 Koos 54 veekihis aurustus nii palju molekule, kui mahtus klaasi.
Ülesanne 8. Lahustumine
Harjutus. Valades keevasse vette soola või suhkrut, märkad, et veetemperatuuri languse tõttu keemine lühikeseks ajaks peatub. Määrake 1 lahustamiseks vajalik soojushulk kg söögisooda toatemperatuuril vees.
Varustus: isetehtud kalorimeeter, termomeeter, vesi, sooda, mõõtesilinder (klaas), teadaoleva massiga koormus (mutter kaaluga 10 G), plastlusikas.
Võimalik lahendus. Ülesanne sisaldab täiendavat projekteerimisülesannet lihtsa omatehtud kalorimeetri valmistamiseks. Kaloromeetri sisemise anuma jaoks võtke tavaline alumiiniumpurk mahuga 0,33 liitrit. Purgi ülemine kaas eemaldatakse, nii et saadakse alumiiniumklaas (kaaluga ainult 12 G) jäiga ülemise äärega. Ülemise ääre sisse on tehtud pilu, et vesi saaks purgist täielikult välja voolata. Väline plastikust kest on valmistatud plastpudel maht 1,5 l. Pudel lõigatakse kolmeks osaks, ülemine osa eemaldatakse ning keskmine ja alumine osa sisestatakse teatud jõuga üksteise sisse ja kinnitatakse sisemine alumiiniumpurk tihedalt vertikaalsesse asendisse. (Kui kalorimeetrit pole, saab katseid teha ühekordses plasttopsis, mille massi ja soojusülekande võib tähelepanuta jätta).
Esmalt peate tegema kaks mõõtmist: 1) määrama, kui palju soodat lusikasse mahub (selleks peate uurima kulinaarset teatmeteost või "kühveldama" selle lusikaga teadaoleva massiga soodapakendi); 2) otsustada vee kogus - väikeses vees lahustub koheselt küllastus ja osa soodast ei lahustu, suured hulgad Vee temperatuur muutub kraadi murdosa võrra, muutes mõõtmise keeruliseks.
Ilmselt on aine lahustamiseks vajalik soojushulk võrdeline selle aine massiga: Q~m. Võrdsuse registreerimiseks tuleks sisestada näiteks proportsionaalsuskoefitsient z, mida võib nimetada "lahuse erisoojuseks". Siis
K= zm.
Soda lahustamine toimub veega anuma jahtumisel vabaneva energia tõttu. Z väärtus leitakse järgmisest soojusbilansi võrrandist:
mvcv (t 2 -t 1 )+ma cc (t 2 -t 1 ) = zm.
Kus m v on vee mass kalorimeetris, m a on kalorimeetri sisemise alumiiniumtopsi mass, m- lahustunud sooda mass, ( t 2 -t 1) - kalorimeetri temperatuuri langus. Kalorimeetri siseanuma massi saab hõlpsasti leida jõumomentide reegli abil, tasakaalustades anumat ja teadaoleva massiga koormust joonlaua ja niidi abil.
Mõõtmised ja arvutused näitavad, et millal m= 6 g ja m v = 100 G vesi jahtub 2-2,5 kraadi võrra C ja väärtus z osutub võrdseks 144-180 kJ/kg.
Ülesanne 9. Poti maht
Harjutus. Kuidas leida kaalu ja raskuste komplekti kasutades panni mahutavust?
Vihje. Kaaluge tühi pann ja seejärel pann veega.
Lahendus. Las tühja panni mass olla m 1, ja pärast veega täitmist on m 2. Siis vahe m 2 -m 1 annab vee massi panni mahus. Selle erinevuse jagamine vee tihedusega Koos, leidke panni maht:
Probleem 10. Kuidas klaasi sisu eraldada
Harjutus. Seal on ääreni vedelikuga täidetud silindriline klaas. Kuidas jagada klaasi sisu kaheks täiesti võrdseks osaks, millel on teine anum, kuid erineva kuju ja veidi väiksema suurusega?
Vihje. Mõelge, kuidas saate joonistada tasapinna, mis jagab silindri kaheks võrdse mahuga osaks.
Lahendus. Kui läbi punktide M Ja N joonistage vaimselt tasapind, nagu on näidatud joonisel 1 A, siis lõikab see vastavalt joonisele 8 silindri kaheks sümmeetriliseks ja seega võrdseks mahuks. Siit järgneb ülesande lahendus.
Klaasi järk-järgult kallutades tuleb selles sisalduv vedelik välja valada, kuni põhi paistab (joonis 1 b). Sel hetkel jääb klaasi täpselt pool vedelikust.
Elekter
Probleem 11. Elektriline must kast
Must kast on läbipaistmatu suletud kast, mida ei saa avada, et uurida selle sisemist struktuuri. Karbi sees on mitu elektrilist elementi, mis on omavahel ühendatud lihtsas elektriahelas. Tavaliselt on sellised elemendid: vooluallikad, püsi- ja muutuvtakistid, kondensaatorid, induktiivpoolid, pooljuhtdioodid. Karbi välisküljel on mitu terminali.
"Musta kasti" ülesande põhieesmärk: tehes väliste juhtmete abil minimaalse arvu elektrimõõtmisi, "dešifreerige" "must kast", st:
- - teha kindlaks, millised elektriseadmed on “musta kasti” sees.
- - koostage nende ühendamise skeem.
- - määrake väärtused (takistite väärtused, mahtuvused jne)
Harjutus. Kolm takistit ühendatakse omavahel ja asetatakse kolme klemmiga “musta kasti” vastavalt joonisele 9. Täpselt samad takistid ühendatakse üksteisega erineval viisil ja asetatakse teise kolme klemmiga “musta kasti” . Määrake iga takisti takistus. Džemprid on keelatud.
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image035.png)
Varustus: multimeeter.
Klemmidevahelise takistuse mõõtmine andis järgmised tulemused:
Kast nr 1: R 1-2 = 12Ohh, R 2-3 = 25Ohh, R 1-3 = 37Ohm
Kast nr 2: R 1-2 = 5,45Ohh, R 2-3 = 15Ohh, R 1-3 = 20,45Ohm
Võimalik lahendus. Kolme välise klemmiga saab ühendada kolm takistit neljal viisil, nii et kolm mõõtmist annavad erinev tähendus takistused:
1) järjestikune, 2) segatud, 3) täht, 4) kolmnurk, vastavalt joonisele 10.
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image036.png)
Näitame vastuste otsimise järjekorda.
Kahe esimese skeemi iseloomulik tunnus on see, et üks mõõtmistest on võrdne kahe ülejäänud summaga, mis vastab probleemi tingimustele:
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image037.png)
Järelikult on ühes kastis jadaühendus, teises aga segaühendus, kuna mõõtmistulemused ei ühti, kuigi takisti väärtused on samad.
Teatavasti on suhe alati rahul
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image038.png)
Ja sellest ajast peale R 1-3 vasakul rohkem kui R 1-3 paremal, siis vasakpoolses kastis (nr 1) on jadaühendus ja paremal (nr 2) segaühendus.
Vasakpoolses kastis olev jadaühendus sisaldab takisteid väärtustega 12 või 25 Ohm. Kuna segaühenduse osana ei täheldata üht ega teist väärtust, siis ühe takisti väärtus R 1 = 15Ohm.
Muud nimiväärtused: R 2 = 12Ohm Ja R 3 = 10Ohm.
Ilmselgelt võib samade tulemusteni jõuda erinevat arutlusahelat kasutades.
Pange tähele ka seda, et ülaltoodud neljast on võimalik veel viis skeemi kombinatsiooni kahe "musta kastiga". Ülesande kõige tülikam matemaatiline osa on musta kasti dešifreerimine, mis teadaolevalt sisaldab kolmnurka.
![](https://i0.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image039.png)
Kokkuvõtteks märgime, et kõik ei saa minna nii sujuvalt kui praegu selles näites. Takistuse või muude elektriliste suuruste väärtused sisaldavad loomulikult vigu. Ja näiteks suhtarvuga saab rahuldada vaid ligikaudu.
Probleem 12. Toatemperatuuril
Harjutus. Akna taga on lumi, aga tuba on soe. Kahjuks pole temperatuuri millegagi mõõta - termomeetrit pole. Kuid seal on aku, väga täpne voltmeeter ja sama ampermeeter, vasktraati nii palju kui soovite ja üksikasjalik füüsiline teatmeteos. Kas nende abil on võimalik leida ruumi õhutemperatuuri?
Vihje. Metalli kuumutamisel suureneb selle takistus lineaarselt.
Lahendus. Ühendame aku järjestikku, traadi mähis ja lülitame sisse ampermeetri nii, et see näitaks mähise pinget, vastavalt joonisele 11. Salvestame instrumendi näidud ja arvutame mähise takistuse toatemperatuuril:
Pärast seda toome tänavalt lume, kastame sellesse mähise ja pärast veidi ootamist, kuni lumi hakkab sulama ja traat soojenema, määrame samas traadi takistuse. tee R 0 lume sulamistemperatuuril, s.o. kell 0 є KOOS. Kasutades siis seost juhi takistuse ja selle temperatuuri vahel
leidke ruumi õhutemperatuur:
Arvutamisel kasutatakse temperatuuri takistuse koefitsiendi väärtust b, võetud teatmeteosest. Toatemperatuuri vahemikus puhta vase jaoks b= 0,0043 rahe - 1 . Kui lisandite sisaldus vases, millest traat on valmistatud, ei ole eriti kõrge ja elektriliste mõõteriistade täpsusklass on 0,1, siis saab õhutemperatuuri määrata oluliselt vähem kui ühe kraadi veaga.
Optika
Probleem 13.
Harjutus. Peate leidma sfäärilise peegli raadiuse (või kõverusraadiuse nõgus läätsed), kasutades stopperit ja teadaoleva raadiusega teraskuuli. Kuidas seda teha?
Vihje. Peegli pinnal veereva palli kese teeb samasuguse liikumise nagu pendel.
Lahendus. Asetage peegel horisontaalselt ja langetage pall sellele. Kui palli ei langetata madalaimasse punkti, hakkab see liikuma piki peegli pinda. Pole raske arvata, et kui pall liigub ilma pöörlemiseta (st libiseb piki peegli pinda), siis on selle liikumine täiesti sarnane vedrustuse pikkusega pendli liikumisega. R-r. Siis pendli valemist
![](https://i0.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image042.png)
leiame meid huvitava koguse:
Periood T määratakse stopperi abil ja r tingimuse järgi teada.
Kuna hõõrdumine on tavaliselt piisavalt suur, et pall pöörlemisel piki peegli pinda liiguks, ei sobi see lahendus katsega hästi kokku. Tegelikult
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image045.png)
Toome näite uurimisprobleem kogu õppetunni jaoks.
Probleem 14. Väändependli võnkumise tunnused.
Harjutus. Uurige väändependli võnkumise tunnuseid ja kirjeldage selle liikumise põhimustreid.
Varustus: statiiv koos haakeseadise ja jalaga, vask-, teras- ja nikroomtraadi tükid umbes 1 m ja erinevad läbimõõdud, näiteks 0,3, 0,50, 0,65, 1,0 mm,õhuke hele puidust pulk 15-20 pikk cm, plastiliin, kirjaklamber, joonlaud, nurgamõõtja, stopper.
Väändependli üldilme peaks vastama joonisele 12. Kindlal viisil painutatud kirjaklamber on mõeldud varda tasakaalustamiseks raskustega. Tasakaaluseisundist eemaldatud pendel hakkab sooritama pöörlevat-võnkuvat liikumist.
Eelnevalt peate plastiliinist valmistama erineva raskusega kuulide paarid. Kuulide massid on võrdelised nende läbimõõduga kuubikuga, seega on võimalik ehitada näiteks seeria: m 1 = 1, m 2 = 2,5, m 3 = 5,2, m 3 = 6,8, m 4 = 8,3 rel. ühikut
Juhtmete läbimõõt võib õpilastele ette anda või anda võimaluse need mõõtmised ise nihiku või mikromeetri abil teha.
Märge. Uuringu edukus sõltub suuresti seadmete õigest valikust, eelkõige toodetavate juhtmete läbimõõtudest. Lisaks on soovitav, et torsioonpendli vedrustus oleks katsete ajal pinges, selleks peavad koormuste massid olema piisavalt suured.
Väändependli uurimise teema tuleneb selle võnkumiste harmoonilisuse oletusest. Selle probleemi ja kavandatud seadmete katseliste vaatluste üldine loetelu on üsna suur. Tutvustame lihtsamaid ja kättesaadavamaid.
- - Kas võnkeperiood sõltub amplituudist (pöördenurgast)?
- - Kas võnkeperiood sõltub pendli vedrustuse pikkusest?
- - Kas pendli võnkeperiood sõltub koormuste massist?
- - Kas pendli võnkeperiood sõltub raskuste asendist vardal?
- - Kas võnkeperiood sõltub traadi läbimõõdust?
Loomulikult on vaja mitte ainult vastata ühesilbilistes küsimustes, vaid uurida ka eeldatavate sõltuvuste olemust.
Kasutades analoogiate meetodit, esitame hüpoteesid väändependli võnkumiste kohta, kõrvutades seda matemaatilise pendliga, mida uuris. kooli õppekava. Aluseks võtame võnkeperioodi ja selle sõltuvuse pendli erinevatest parameetritest. Toome välja järgmised hüpoteesid. Väändependli võnkeperiood:
Väikeste pöördenurkade korral ei sõltu see amplituudist;
- - võrdeline vedrustuse pikkuse ruutjuurega - T;
- - võrdeline koormuse massi ruutjuurega - T;
- - võrdeline kaugusega vedrustuskeskusest koormakeskusteni - Tr;
- - pöördvõrdeline traadi läbimõõdu ruuduga - T1/d 2 .
Lisaks sõltub võnkeperiood vedrustuse materjalist: vask, teras, nikroom. Siin on ka mitmeid hüpoteese, soovitame neid ise katsetada.
1. Uurime pendli võnkeperioodi sõltuvust amplituudist (pöördenurgast). Mõõtmistulemused on toodud tabelis 3:
Tabel 3
Pendli võnkeperioodi sõltuvus amplituudist
L= 60cm, m = 8,3g, r = 12cm, d = 0,5mm
Järeldus. Kuni 180 piires ei tuvastata väändependli võnkeperioodi sõltuvust amplituudist. Mõõtmistulemuste hajuvus on seletatav võnkeperioodi mõõtmise vigade ja juhuslike põhjustega.
Muude sõltuvuste "avamiseks" peate muutma ainult ühte parameetrit, jättes kõik teised muutmata. Tulemuste matemaatiline töötlemine on kõige parem graafiliselt.
2. Uurime pendli võnkeperioodi sõltuvust pendli pikkusest: T = f(l). Samal ajal me ei muuda m, r, d. Mõõtmistulemused on toodud tabelis 4:
Tabel 4
Pendli võnkeperioodi sõltuvus pikkusest
m = 8,3rel. ühikut, r = 12cm, d = 0,5mm
Sõltuvuste graafik T alates l kujutab kasvava joone kõverat, mis on sarnane sõltuvusega, vastavalt joonisele 13 A T 2 = l, vastavalt joonisele 13, b.
Järeldus. Väändependli võnkeperiood on otseselt võrdeline vedrustuse pikkuse ruutjuurega. Punktide mõningane hajumine on seletatav mõõtmisvigadega võnkeperioodis ja pendli pikkuses
3. Uurime pendli võnkeperioodi sõltuvust koormuste massist: T=f(m). Samal ajal me ei muuda l, r, d. Mõõtmistulemused on toodud tabelis 5:
Tabel 5
Pendli võnkeperioodi sõltuvus koormuste massist
l = 0,6m, r = 12cm, d = 0,5mm
Sõltuvuste graafik T alates m kujutab kasvava joone kõverat, mis on sarnane sõltuvusega, vastavalt joonisele 14 A. Selle veendumiseks loome sõltuvuse T 2 =f(m), vastavalt joonisele 14 b.
Järeldus. Väändependli võnkeperiood on otseselt võrdeline koormuste massi ruutjuurega. Mõningane punktide hajumine on seletatav võnkeperioodi ja koormuste masside mõõtmisvigade ning juhuslike põhjustega.
4. Uurime pendli võnkeperioodi sõltuvust raskuste asendist: T = f(r). Samal ajal me ei muuda l, m, d. Mõõtmistulemused on toodud tabelis 6:
Tabel 6
Pendli võnkeperioodi sõltuvus raskuste asendist
m = 8,3suhtelised ühikud, l = 0,6m, d = 0,5mm
Järeldus. Väändependli võnkeperiood on otseselt võrdeline kaugusega r. Punktide mõningane hajumine on seletatav võnkeperioodi ja kauguse mõõtmisvigadega r, samuti juhuslikud põhjused.
Uurime pendli võnkeperioodi sõltuvust traadi läbimõõdust: T = f(d), vastavalt joonisele 15 . Samas me ei muutu m, r, l.
Mõõtmistulemused on toodud tabelis 7.
Tabel 7
Pendli võnkeperioodi sõltuvus traadi läbimõõdust
m = 8,3 suhtelist ühikut, r = 12 cm, l = 0,6 m
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image050.png)
Sõltuvuste graafik T alates d kujutab kahanevat kõverat vastavalt joonisele 16 A. Võib oletada, et see on sõltuvus kus n= 1, 2, 3 jne. Nende eelduste kontrollimiseks on vaja koostada graafikud jne. Kõigist sellistest graafikutest on kõige lineaarsem graafik, vastavalt joonisele 16 b.
Järeldus. Väändependli võnkeperiood on pöördvõrdeline vedrustustraadi läbimõõdu ruuduga. Mõnda punktide hajumist saab seletada võnkeperioodi ja traadi läbimõõdu mõõtmisvigadega d, samuti juhuslikud põhjused.
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/16/85080/image052.png)
Läbiviidud uuringud võimaldavad järeldada, et väändependli võnkeperiood tuleks arvutada valemi järgi, kus k- proportsionaalsustegur, mis sõltub ka vedrustusmaterjali elastsusomadustest - väändemoodul, nihkemoodul.
Õpilaste iseseisva eksperimendi tähtsus ja liigid füüsikas. Gümnaasiumis füüsika õpetamisel arendatakse eksperimenteerimisoskusi iseseisvate laboritööde tegemise teel.
Füüsika õpetamist ei saa esitada ainult teoreetiliste tundide vormis, isegi kui õpilastele näidatakse tunnis näidisfüüsikalisi katseid. Igat tüüpi sensoorsele tajule tuleb tundides kindlasti lisada "kätega töötamine". See saavutatakse, kui õpilased sooritavad laboratoorset füüsikalist katset, kui nad ise monteerivad installatsioone, mõõdavad füüsikalisi suurusi ja teevad katseid. Laboritunnid tekitavad õpilastes väga suurt huvi, mis on täiesti loomulik, kuna sellisel juhul õpib õpilane ümbritsevat maailma tundma oma kogemuste ja tunnete põhjal.
Füüsika laboritundide tähtsus seisneb selles, et õpilastel tekivad ideed eksperimendi rollist ja kohast teadmistes. Katsete tegemisel arendavad õpilased eksperimenteerimisoskusi, mis hõlmavad nii intellektuaalseid kui ka praktilisi oskusi. Esimesse rühma kuuluvad oskused: määrata katse eesmärk, püstitada hüpoteese, valida instrumente, planeerida katset, arvutada vigu, analüüsida tulemusi, koostada tehtud töö kohta aruanne. Teine rühm hõlmab oskusi eksperimentaalse seadistuse kokkupanemiseks, vaatlemiseks, mõõtmiseks ja katsetamiseks.
Lisaks seisneb laboratoorse eksperimendi olulisus selles, et selle sooritamisel arenevad õpilastel sellised olulised isikuomadused nagu täpsus instrumentidega töötamisel; puhtuse ja korra hoidmine töökohal, eksperimendi käigus tehtud märkmetes, organiseeritus, järjekindlus tulemuste saavutamisel. Nad arendavad teatud vaimse ja füüsilise töö kultuuri.
Koolis füüsika õpetamise praktikas on välja kujunenud kolme tüüpi laboriklassid:
Frontaalsed laboritööd füüsikas;
Füüsiline töötuba;
Kodune eksperimentaaltöö füüsikas.
Esiosa laboritööd- see on praktilise töö tüüp, kui kõik klassi õpilased sooritavad samaaegselt sama tüüpi katseid, kasutades samu seadmeid. Esiotsa laboratoorseid töid teeb enamasti kaheliikmeline õpilaste rühm, vahel on võimalik korraldada ka individuaalset tööd. Vastavalt sellele peaks kontoris olema 15-20 instrumentide komplekti frontaalseks laboritööks. Kokku Selliseid seadmeid tuleb umbes tuhat. Frontaalsete laboritööde nimetused on toodud õppekavas. Neid on päris palju, need on ette nähtud pea iga füüsikakursuse teema kohta. Enne töö teostamist selgitab õpetaja välja õpilaste valmisoleku tööd teadlikult teha, määrab temaga selle eesmärgi, arutab läbi töö edenemise, instrumentidega töötamise reeglid, mõõtmisvigade arvutamise meetodid. Esiotsa laboritöö ei ole sisult kuigi keeruline, on kronoloogiliselt tihedalt seotud uuritava materjaliga ja on reeglina mõeldud ühe õppetunni jaoks. Laboratoorsete tööde kirjeldused leiab koolifüüsika õpikutest.
Füüsika töötuba viiakse läbi eesmärgiga korrata, süvendada, laiendada ja üldistada füüsikakursuse erinevatest teemadest saadud teadmisi; õpilaste katseoskuste arendamine ja täiendamine keerukamate seadmete kasutamise, keerukamate katsete abil; iseseisvuse kujundamine katsega seotud probleemide lahendamisel. Füüsika töötuba ei ole õpitava materjaliga ajaline, see toimub reeglina õppeaasta lõpus, mõnikord ka esimese ja teise poolaasta lõpus ning sisaldab mitmeid katsetusi konkreetne teema. Õpilased sooritavad füüsilist praktilist tööd 2-4-liikmelises rühmas, kasutades erinevaid seadmeid; Järgmiste tundide ajal toimub töö vahetus, mis toimub spetsiaalselt koostatud graafiku alusel. Ajakava koostamisel arvesta õpilaste arvuga klassis, töötubade arvuga, varustuse olemasoluga. Iga füüsika töötoa jaoks on ette nähtud kaks õppetundi, mis eeldab kahekordsete füüsikatundide lisamist tunniplaani. See tekitab raskusi. Sel põhjusel ja vajaliku varustuse puudumise tõttu harjutatakse ühetunniseid füüsilisi töötubasid. Tuleb märkida, et eelistatav on kahetunnine töö, kuna töökoja töö on keerulisem kui frontaallaboratooriumi töö, neid tehakse keerukamatel seadmetel ning õpilaste iseseisva osalemise osakaal on palju suurem kui töökoja puhul. eesmised laboritööd. Füüsilisi õpitubasid pakuvad peamiselt 9.-11. klassi programmid. Igas klassis on töötoa jaoks ette nähtud ligikaudu 10 tundi õppeaega. Iga töö kohta peab õpetaja koostama juhendi, mis peaks sisaldama: pealkirja, eesmärki, instrumentide ja seadmete loetelu, lühiteooriat, õpilastele tundmatute seadmete kirjeldust, töö tegemise kava. Pärast töö lõpetamist peavad õpilased esitama aruande, mis peab sisaldama: töö pealkirja, töö eesmärki, instrumentide loetelu, paigalduse skeemi või joonist, töö teostamise plaani, töö tegemise tabelit. tulemused, valemid, mille abil arvutati suuruste väärtused, mõõtmisvigade arvutused, järeldused. Õpilaste töö hindamisel töötoas tuleks arvestada nende ettevalmistust tööks, töö aruannet, oskuste arengutaset, teoreetilisest materjalist arusaamist, kasutatud eksperimentaalseid uurimismeetodeid.
Kodune eksperimentaalne töö. Kodune laboritöö on lihtsaim iseseisev katse, mida õpilased teevad kodus, väljaspool kooli, ilma õpetaja otsese juhendamiseta töö edenemise üle.
Seda tüüpi eksperimentaalse töö peamised eesmärgid on:
Looduses ja igapäevaelus toimuvate füüsikaliste nähtuste vaatlemise võime kujunemine;
Mõõtmiste teostamise oskuse kujundamine igapäevaelus kasutatavate mõõteriistadega;
Huvi tekkimine eksperimentide ja füüsika uurimise vastu;
Iseseisvuse ja aktiivsuse kujunemine.
Koduseid laboratoorseid töid saab liigitada sõltuvalt nende tegemiseks kasutatud seadmetest:
Majapidamistarbeid ja olemasolevaid materjale (mõõdutops, mõõdulint, majapidamiskaalud jne) kasutavaid töid;
Tööd, milles kasutatakse isetehtud instrumente (kangikaalud, elektroskoop jne);
Tööstuses toodetud seadmetel tehtud tööd.
Klassifikatsioon võetud.
Oma raamatus S.F. Pokrovski näitas, et õpilaste endi poolt läbi viidud kodused füüsikakatsed ja vaatlused: 1) võimaldavad meie koolil laiendada teooria ja praktika seoseid; 2) arendada õpilastes huvi füüsika ja tehnoloogia vastu; 3) äratab loovat mõtlemist ja arendab leiutamisvõimet; 4) harjutada õpilasi iseseisvale uurimistööle; 5) arendada neis väärtuslikke omadusi: tähelepanelikkust, tähelepanu, visadust ja täpsust; 6) täiendada auditoorset laboratoorset tööd materjaliga, mida ei saa tunnis sooritada (pikaajaliste vaatluste seeria, vaatlus looduslik fenomen jne) ning 7) harjutada õpilasi teadliku, eesmärgipärase tööga.
Kodused katsed ja vaatlused füüsikas on omad omadused, olles äärmiselt kasulik täiendus klassi- ja koolipraktikale üldiselt.
Juba ammu on soovitatud õpilastele kodulabori olemasolu. sellesse kuulusid ennekõike joonlauad, keeduklaas, lehter, kaalud, raskused, dünamomeeter, tribomeeter, magnet, sekundiosutiga kell, raudviilud, torud, juhtmed, patarei ja lambipirn. Vaatamata sellele, et komplekt sisaldab väga lihtsaid seadmeid, pole see ettepanek aga populaarsust kogunud.
Oma kodu korraldamiseks eksperimentaalne tööõpilased saavad kasutada õpetaja-metoodiku E.S. välja pakutud nn minilaborit. Obedkov, mis sisaldab palju majapidamistarbeid (penitsilliinipudelid, kummipaelad, pipetid, joonlauad jne), mis on saadaval peaaegu igale koolilapsele. E.S. Obedkov töötas selle seadmega välja väga suure hulga huvitavaid ja kasulikke katseid.
Samuti sai võimalikuks kasutada arvutit mudeleksperimendi läbiviimiseks kodus. Selge see, et vastavaid ülesandeid saab pakkuda vaid neile õpilastele, kellel on kodus arvuti ja tarkvara ning pedagoogilised vahendid.
Selleks, et õpilased tahaksid õppida, peab õppeprotsess olema nende jaoks huvitav. Mis on õpilastele huvitav? Sellele küsimusele vastuse saamiseks vaadakem väljavõtteid I.V. artiklist. Litovko, MOS(P)Sh nr 1, Svobodny “Kodused eksperimentaalsed ülesanded kui õpilaste loovuse element”, avaldatud Internetis. Nii kirjutab I.V. Litovko:
„Kooli üks olulisemaid ülesandeid on õpetada õpilasi õppima, tugevdada nende enesearenguvõimet õppeprotsessis, milleks on vajalik kujundada kooliõpilastes vastavad stabiilsed soovid, huvid, oskused. Olulist rolli selles mängivad füüsika eksperimentaalsed ülesanded, mis oma sisult esindavad lühiajalisi vaatlusi, mõõtmisi ja katseid, mis on tunni teemaga tihedalt seotud. Mida rohkem füüsikalisi nähtusi ja katseid õpilane teeb, seda paremini mõistab ta uuritavat materjali.
Õpilaste motivatsiooni uurimiseks esitati neile järgmised küsimused ja saadi tulemused:
Mis sulle füüsika õppimise juures meeldib? ?
a) probleemide lahendamine -19%;
b) katsete demonstreerimine -21%;